[PDF] Ch 7 : Induction et auto­induction - Free

View - Download Ch 7 : Induction et auto­induction - Free

Previous PDF

Next PDF

1et_ch7(Induction).odt Marie Pierrot - Lycée du Rempart 01/03/10

Ch. 7 : Induction et autoinduction

1. Ph

énomène d'induction.1.1. Exp

ériences.Exp

érience 1 :

Une tension variable appara

ît aux

bornes de la bobine.

A votre avis : Pourquoi ?

Qu'estce qui change pour la bobine ?

A quoi r

éagitelle ?

Que se passetil quand on

éloigne l'aimant,

quand on change la vitesse de rotation de l'aimant, essayez de comprendre...

Observation :

Quand on

éloigne l'aimant, la tension engendrée est plus faible. Plus l'aimant tourne vite et plus l'amplitude du signal est

importante.

Interpr

étation :

La tension induite (engendr

ée dans la bobine) dépend de la variation de l'intensité du champ magnétique qui existe à

l'int

érieur de la bobine.Exp

érience 2 :

Observation :

Lorsqu'on d

éplace un aimant par rapport à la bobine on observe qu'un courant nait dans la bobine.Selon qu'on avance ou qu'on retire l'aimant le sens du courant change, de m

ême que si l'on retourne l'aimant.Variation du champ magn

étique dans la bobineQuelle led est

passante ?Signe de vSigne de iP

ôle dévellopé en

regard de l'aimant

On approche le p

ôle nordB↗La vertev < 0i < 0Nord

On éloigne le pôle nordB↘La rougev > 0i > 0Sud

On approche le p

ôle sudB↘La rougev > 0i > 0Sud

On éloigne le pôle sudB↗La vertev < 0i < 0Nord

1.2. Tension induite dans un fil rectiligne en mouvement dans un champ magn

étique uniforme.Un conducteur rectiligne est en mouvement dans un champ magn

étique constant B.

Il se d

éplace à la vitesse v uniforme et sa longueur est appelée l. Les électrons libres se mettent en mouvement à l'intérieur du conducteur sous l'action de la force de Lorentz et une tension appara

ît aux bornes de la tige

d'expression : e = B∙l∙v

Page 1 sur 4Matériel :

* 1 bobine de au moins 1000 spires * 1 aimant droit * 1 bobine plate montée sur un axe horizontal. * 1 A.O. * 1 Potentiomètre de 100 kW * 2 led: une rouge et une verte * 1 oscilloscopeMat

ériel :

·le dispositif form

é d'une bobine, pouvant se déplacer

en translation, et un aimant droit mont

é sur pivot.·1 oscilloscope

·Demander aussi un aimant

à 6 pôles pour voir...

Oscilloscope

ev

Pôle Nord

Pôle Sud

v i

Convertisseur i / v

verterouge

1et_ch7(Induction).odt Marie Pierrot - Lycée du Rempart 01/03/10

Exercices : Contr

ôle des connaissances et exercice 5 p101.Exercice d'application n

°1 : En consid

érant le sens du courant induit dans la tige en mouvement, déterminer le sens de la force de Laplace

appliqu

ée à la tige, causée par ce courant induit. Conclusion ?La force de Laplace qui nait est dans le sens oppos

ée à celui de la vitesse v, elle freine la tige !1.3. Loi de Lenz. Le ph

énomène d'induction électromagnétique est tel que par ses effets il s'oppose à la cause qui lui a donné

naissance. ( Par ses effets, le courant induit s'oppose à la cause qui lui a donné naissance ).1.4. Applications

1.4.1. Moteur

à courant continuExp

érience : démonstration du principe de fonctionnement avec une pile, une petite bobine et un aimant...1.4.2. Plaques chauffantes

à inductionDes courants induits naissent dans le fond des casseroles qui est tr ès résistant. Par effet Joule la casserole s'échauffe et fini par chauffer son contenu !

1.4.3. Freins

à courant de FoucaultLes courants induits dans le disque qui tourne cr

éent un champ magnétique qui

va s'opposer à la rotation du disque.Ce type de frein est appel é " ralentisseur » car il freine beaucoup quand la vitesse est grande et peu lorsque la vitesse est faible...

Il est utilis

é dans les camions, les autobus et les trains et est toujours associé à un autre type de frein. http://fr.wikipedia.org/wiki/Frein_

à_courants_de_Foucault1.4.4. Transformateur

Une bobine (primaire) est aliment

ée par une tension

sinuso ïdale U1. Elle créé un champ magnétique sinusoïdale qui, guid é par le noyau de fer, va traverser l'autre bobine (secondaire) et faire na

ître entre ses bornes une tension

sinuso

ïdale U2.

Page 2 sur 4

1et_ch7(Induction).odt Marie Pierrot - Lycée du Rempart 01/03/10

2. Autoinduction.

2.1. Exp

érience :Pouvezvous interpr

éter ces courbes ?

Interpr

étation :

La tension u est variable  Le champ magn

étique à l'intérieur de la bobine est variable  apparition d'une f.é.m. qui, d'apr

ès la loi de Lenz, s'oppose à la cause qui lui a donné naissance... Ainsi lorsque la tension u(t) passe de la valeur

z

éro à 6 V, le courant ne peut croître instantanément car la f.é.m. qui prend naissance s'oppose à cette croissance.C'est le ph

énomène d'autoinduction : la bobine est à la fois inducteur et induit.2.2. Inductance d'une bobine.

D

éfinition :La facult

é des bobines à " s'autoinduire » est caractérisée par un paramètre " L » que l'on appelle inductance propre de

la bobine. Elle s'exprime en Henry (symbole H) et d épend de la géométrie de la bobine.Exemple :

L'inductance d'une bobine longue (sol

énoïde) s'exprime : L=μ0

N²∙S

lo

ù N est le nombre de spires, S est la surface d'une spire (en m2) et l est la longueur de la bobine (en m).

Exercice d'application n

°2Quel est le nombre de spires de la bobine de laboratoire sachant que son inductance est de 50 mH (sans noyau de fer

l'intérieur). La surface d'une spire est en moyenne de 5 cm2 et sa longueur est de 20 cm. R

éponse : N = 4000 spires environRemarques:

1) Le noyau de fer doux

à l'intérieur de la bobine permet d'augmenter son inductance propre L2) En g énéral une bobine réelle est à la fois inductive et résistive:Repr ésentation d'une bobine réelle:3) Pour fabriquer un r ésistor pur, on double le fil avant de le bobiner...Les champs cr éés par les deux spires voisines sont opposés et s'annulent. Ainsi le champ magn étique à l'intérieur est nul et l'inductance aussi.Page 3 sur 4Rr

G.B.F.

COML, r(1)(2)K

uvoie 1 voie 2 r

L, rL≃Mat

ériel à demander :

G.B.F.

Boite

à décade. Bobine d'induction.

R = 1 k .

Pour L = 1H,

prendre f = 200 Hz. t 6V T O Ri t 6V T O Ri

K en position 1 K en position 2 Voie 1u

06V

TVoie 2 :

1et_ch7(Induction).odt Marie Pierrot - Lycée du Rempart 01/03/10

2.3. Relation entre u et i pour une bobine

2.3.1. Bobine id

éaleUne bobine id

éale est une bobine dont la résistance est nulle : 2.3.2. Relation entre u et i (loi d'Ohm)

La relation entre u et i pour une bobine id

éale est : o

ù :-u est la tension en Volt

-L est l'inductance de la bobine en Henry di

dtest la dérivée de la fonction i(t) par rapport au temps t (elle représente les variations de i)Cons

équences :En r

égime continu la dérivée de i par rapport au temps est nulle (dérivée d'une fonction constante) et donc la tension au

bornes de la bobine est nulle aussi : La bobine id éale se comporte comme un courtcircuit.2.3.3. Loi d'Ohm pour une bobine r éelle. u = uL + ur soit u=riLdi dt

2.4. Energie emmagasin

ée par une bobine.La bobine parfaite ne produit pas de chaleur, pas d'effet Joule. En r égime variable elle absorbe de l'énergie qu'elle stocke sous forme magn

étique et qu'elle peut ensuite restituer.L'

énergie emmagasinée dans une bobine a pour expression:o

ù W, l'énergie s'exprime en joules (J) ; L en henrys (H) et I en ampères (A)2.5. Application : lissage d'un courant.

L est r

églée au maximun de sa valeur.f = 14 kHz.

La r dans le circuit sur la voie 2 de l'oscilloscope.

Qu'observeton ?

Quelle remarque peuton faire quant aux variations du courant dans le circuit ?

Les variations du courants sont att

énuées par rapport à celles de la tension. On dit que le courant est liss é. Plus on augmente la valeur de l'inductance et plus le courant se lisse autour de sa valeur moyenne. Exemple d'utilisation : Montage redresseur double alternance dont on lisse le courant

Page 4 sur 4rL, rL

≃ii uuuLurLi u W=1 2LI2

RG.B.F.

COML, r

uvoie 1 voie 2 u=Ldi dtquotesdbs_dbs4.pdfusesText_8

[PDF] exercices corrigés d'algorithmique

[PDF] exercices corrigés damplificateur opérationnel

[PDF] exercices corrigés d'architecture des ordinateurs pdf

[PDF] exercices corrigés deconomie de developpement pdf

[PDF] exercices corrigés d'économie générale pdf

[PDF] exercices corrigés destimation et échantillonnage pdf

[PDF] exercices corrigés dinférence statistique pdf

[PDF] exercices corrigés de champ electrostatique première s pdf

[PDF] exercices corrigés de chimie en solution pdf

[PDF] exercices corrigés de commande optimale pdf

[PDF] exercices corrigés de comptabilité générale ohada pdf

[PDF] exercices corrigés de courbes paramétrées

[PDF] exercices corrigés de cristallographie géométrique pdf

[PDF] exercices corrigés de finance dentreprise pdf

[PDF] exercices corrigés de fiscalité internationale pdf